智能瓜果精選分級(jí)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、我國(guó)是瓜果生產(chǎn)大國(guó)，總產(chǎn)量位居世界第一位，但產(chǎn)后商業(yè)化處理技術(shù)和設(shè)備落后，產(chǎn)品缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家瓜果生產(chǎn)強(qiáng)調(diào)規(guī)模性的專業(yè)化生產(chǎn)，采用先進(jìn)的精選分級(jí)技術(shù)，提高瓜果商品的質(zhì)量。中國(guó)加入WTO后，按照WTO農(nóng)產(chǎn)品協(xié)議及中國(guó)與其他WTO成員國(guó)簽訂的雙邊和多邊貿(mào)易協(xié)議規(guī)定，不僅要大幅度降低瓜果進(jìn)口關(guān)稅，而且要取消很多非關(guān)稅進(jìn)口限制，我國(guó)的瓜果產(chǎn)業(yè)將面對(duì)更大的競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)。深入研究瓜果精選分級(jí)技術(shù)，加快我們無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)務(wù)之急。本

2、文基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，設(shè)計(jì)和開發(fā)了一套智能瓜果精選分級(jí)系統(tǒng)，克服了人工檢測(cè)分級(jí)主觀性、效率低的缺點(diǎn)，具有實(shí)用、快速準(zhǔn)確的特點(diǎn)，能夠提高瓜果產(chǎn)品的附加值。 本論文提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，并就其中關(guān)鍵問題進(jìn)行詳細(xì)的討論。系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)四大部分組成。機(jī)械系統(tǒng)采用三級(jí)傳送帶和托盤的方式，實(shí)現(xiàn)瓜果自動(dòng)排列進(jìn)行檢測(cè)。視覺系統(tǒng)由工控機(jī)、圖像采集卡、I/O卡、彩色攝像頭和光照系統(tǒng)組成。由環(huán)形光源、散射玻璃、白

3、色背景的箱體組成光照系統(tǒng)，為圖像采集提供均勻、封閉的環(huán)境。為方便操作設(shè)備，專門為電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了電氣柜，通過(guò)電氣柜面板上的按鈕、鼠標(biāo)和實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件可以控制系統(tǒng)的全部運(yùn)行。 為達(dá)到實(shí)時(shí)在線分級(jí)，采用異步中斷觸發(fā)和雙緩沖的圖像采集方式，應(yīng)用多線程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)瓜果在線實(shí)時(shí)采集和處理；按場(chǎng)提取圖像信息，解決了瓜果運(yùn)動(dòng)過(guò)程中圖像重影問題；對(duì)瓜果圖像和背景圖像作減運(yùn)算，快速有效地提取了瓜果果實(shí)圖像；綜合應(yīng)用低通濾波、中值濾波和形態(tài)學(xué)濾波去除

4、圖像干擾噪聲。輸入圖像經(jīng)過(guò)這些實(shí)用技術(shù)處理后，便于進(jìn)行后續(xù)的特征提取和分級(jí)工作。 綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)理論進(jìn)行瓜果特征的提取和分級(jí)。針對(duì)傳送過(guò)程中瓜果姿態(tài)不確定的情況，提出用不變矩特征、圓形度特征描述瓜果形狀，采用馬氏距離分類器進(jìn)行分類；將RGB顏色模型轉(zhuǎn)換為HSL顏色模型，在HSL顏色模型上定義模糊顏色，識(shí)別瓜果缺陷；以瓜果表面色度值作為輸入特征，建立三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行瓜果顏色度識(shí)別。